3自由度并联机器人的运动学与动力学分析

对一种空间3自由度并联机器人(3-RRS并联机器人)进行运动学和动力学分析。此并联机器人的机构由一个动平台和一个静平台通过3个同样的转动副—转动副—球面副的支链组成。完全描述此并联机器人动平台的位置和姿态需要6个变量,即平台上一参考点的3个位移和3个转角。由于此并联机器人拥有2个转动自由度和1个移动自由度,所以,在动平台的6个位姿变量中只有3个变量是独立的。首先,推导此种并联机器人动平台的6个位姿参数之间的约束关系,给出这些变量之间的解析表达式。然后,基于Lagrange方程建立此并联机器人的动力学模型。在此基础上,通过算例分析驱动构件角速度、驱动力/力矩和能耗的变化规律。这些内容为进一步研究此种空间并联机器人的动态性能、机构优化设计和系统控制等都有非常重要的意义。

空间刚柔耦合并联机构系统的频率特性分析

对空间刚柔耦合并联机构系统的固有频率特性进行分析。建立一种空间有限元梁单元新模型,基于有限元法和Lagrange方程导出有限元梁单元的运动微分方程。通过分析动平台运动参量与运动支链间的运动关系,得到刚柔耦合并联机构系统的运动学约束条件,并由Newton-Euler方程得到系统动平台的动力学模型。根据系统的运动学约束条件和动平台的动力学模型,经过各个单元运动微分方程的有机组装,导出刚柔耦合并联机构系统的整体动力学方程。在此基础上,通过算例3-RRS刚柔耦合并联机构系统的频率特性分析,总结空间刚柔耦合并联机构系统的固有频率与机构基本参量之间的内在规律。结果显示,刚柔耦合并联机构系统的结构尺寸、支链中杆件的截面参量和材料参量等对系统的固有频率都有显著影响。研究对进一步研究刚柔耦合并联机构的动态特性和机构优化设计具有重要的指导意义。

3-RRS柔性并联机器人的动力学建模与频率特性分析

对3-RRS柔性并联机器人进行了动力学建模和频率特性分析,提出了一种空间柔性梁单元模型。基于有限元理论、运动弹性动力分析方法和Lagrange方程,建立了3-RRS柔性并联机器人的支链动力学模型,通过系统的运动协调关系将各支链组装在一起,得到系统的弹性动力学方程。在此基础上,通过仿真算例分析了系统固有频率与机构基本参量之间的关系。结果显示,系统固有频率与结构尺寸、截面参数和材料参量等之间都存在密切的联系。

3-RS并联机器人的动力学分析

基于Lagrange方程导出了3-RS并联机器人的动力学模型,分析了该并联机器人的动力学特性。通过实例讨论了3-RS并联机器人的等效转动惯量、驱动力/力矩和能耗的变化规律。结果表明,对于给定的运动规律,机构的位形对系统的等效转动惯量和驱动力/力矩的影响很大。

3-■RC并联机器人动力学分析

对一种空间3自由度并联机器人(3-■RC并联机器人)进行动力学分析。此并联机器人的机构由一个动平台和一个静平台通过3个同样的转动副—转动副—圆柱副支链组成。基于Lagrange方程导出3-■RC并联机器人的动力学模型,并分析此并联机器人的动力学特性。通过一个算例,讨论3-■RC并联机器人的等效转动惯量、驱动力/力矩和能耗的变化规律。结果表明,对于给定的运动规律,机构位形对系统的等效转动惯量和驱动力/力矩的影响很大。研究对进一步分析3-■RC并联机器人的动态特性、机构优化设计和系统控制等实际工程应用具有重要意义。

柔性并联机器人的研究进展

根据掌握的大量文献资料,对柔性并联机器人的构型、机构性能、运动学、动力学和控制策略等几个领域的主要研究成果进行了系统总结。指出了在柔性并联机器人动力学建模和控制研究中应解决的主要问题,以明确进行研究的方向。文章对柔性并联机器人的系统分析和控制研究等的进一步开展,具有一定的参考价值。

3-RC并联柔性机器人的动力学分析

基于Bernoulli-Euler梁理论、有限元原理、KED方法和Lagrange方程,建立了3-RC并联柔性机器人的弹性动力学方程。在此基础上,利用Newmark积分方法对其动力学方程进行了求解,分析了3-RC并联柔性机器人的动力学响应和驱动杆件最大动应力的变化规律。这些内容,对进一步研究3-RC并联柔性机器人的动态特性、动力学优化设计、系统仿真和控制都具有重要的指导意义。

并联机器人的研究进展与现状(连载)

并联机器人是20世纪80年代新兴起的先进技术,是一类全新的机器人。引起了国际学者的广泛关注。论文根据掌握的大量并联机器人文献,对其构型、运动学、动力学、机构性能和控制策略等几个领域的主要研究成果进行了系统总结,并指出了尚未解决的一些主要问题。

3-■RS柔性并联机器人的动力学分析

对一种空间3-■RS柔性并联机器人进行了动力学分析。首先,提出了一种空间柔性梁单元模型;接着,利用有限元理论、KED分析方法和Lagrange方程建立了3-■RS柔性并联机器人的支链动力学模型,通过运动协调条件将各支链的动力学方程组装在一起,得到了系统弹性动力学方程,在此基础上,分析了柔性并联机器人动力学方程的Newmark求解方法;最后,通过算例分析了该柔性并联机器人动平台动力学响应的变化规律。

平面3自由度并联机器人的动力学设计

从动力学角度分析一种平面3自由度并联机器人的设计问题。首先,基于Lagrange方程导出此平面3自由度并联机器人的动力学方程。然后,基于系统动力学方程提出机构参数设计的三点措施。例如,可以通过在系统中添加适当的平衡质量消除动力学方程中重力项和大部分耦合项的影响。采取这些措施对提高并联机器人系统的动态特性、易控性,以及增强系统运行的稳定性和精度等都具有重要作用。最后,通过算例验证这些措施在降低驱动力矩和减少系统能耗方面的可行性和效果。这些内容可为进一步研究此并联机器人的动力学特性、优化设计和控制等提供指导。采用的方法对其他多自由度多连杆机构的动力学分析和动力学设计具有重要的借鉴意义。

3-RRS柔性并联机器人的振动特性分析

基于有限元法、Lagrange方程和运动协调条件,建立了3-RRS柔性并联机器人的弹性动力学模型。分析了含有Rayleigh阻尼的3-RRS柔性并联机器人的振动特性。通过算例,揭示了系统阻尼固有频率与模态衰减系数的变化规律。研究3-RRS柔性并联机器人系统的振动特性可为此类机器人的机构优化设计、控制和工程应用提供指导。

柔性机器人动力学分析与控制策略综述

综述了柔性机器人动力学分析和控制等相关问题,对柔性机器人动力学分析中变形场的离散化、建模方法、近似分析等问题进行了系统分析。详细介绍了被动控制、PID控制、模糊控制、神经网络控制、自适应控制、鲁棒控制、变结构控制、奇异摄动控制和非线性控制等在柔性机器人控制中的应用情况。指出了在柔性机器人动力学建模和控制中应解决的问题,这对包括柔性机器人在内的多柔体系统动力学建模与控制问题的研究有一定的促进作用。

3-RR并联机器人动力学分析

文章基于Lagrange方程导出了3-RR并联机器人的动力学方程,分析了此并联机器人的动力学特性。通过算例讨论了3-RR并联机器人的等效转动惯量、驱动力/力矩和能耗的变化规律。本文的研究内容可为3-RR并联机器人的动态性能分析、机构优化设计、系统控制等实际应用提供有益指导。

平面2自由度并联机器人的动力学设计

通过对平面二自由度并联机器人动力学的研究和系统存在耦合原因的分析,得出了机构设计的五点措施。采用这些措施对提高平面二自由度并联机构系统的动态特性、易控性,以及增强系统运行的稳定性和精度等都具有重要的作用。最后,通过两个算例验证了这些措施的可行性和效果,经过参数调整后的系统大大降低了驱动力矩和能耗。

机械类基础课程师生共进式有效教学策略分析

机械类基础课程是介绍常用机械机构基础知识和通用机械零件一般设计方法的机械技术基础课。探讨进行机械类基础课程有效教学的策略问题,为机械类基础课程的教学和研究提供新思路和新方法。

增强机械类基础课程教学效果方法探讨

针对机械类基础课程授课内容多、涉及知识面广以及学生主动学习积极性差等问题,从教师授课方法、手段和调动学生学习兴趣等方面,阐述增强机械类基础课程教学效果的方法。

PLC控制系统的可靠性设计

本文介绍了PLC控制系统的可靠性设计,分析了影响PLC控制系统可靠性的设计因素。针对PLC控制系统的特点,详细阐述了电磁兼容性设计、软件抗干扰设计、冗余设计等在提高PLC控制系统中的应用。探讨了提高控制系统可靠性的几种主要措施,这些措施均具有使用价值。

基于双一流建设的机械工程专业机械原理课程教学新思考

为实现"两个一百年"奋斗目标和中华民族伟大复兴"中国梦",国家提出"双一流"建设的重大战略决策。同时,随着时代的发展和科学技术的进步,机械装备的应用范围和智能化都取得极大发展。基于前述原因,进行机械工程专业机械原理课程的教学内容、教学方法等分析,提出契合高校"双一流"建设的机械原理课程教学新思路。

柔顺机构的研究进展

柔顺机构是利用自身柔性构件的弹性变形来转换力、运动或能量的一种新型机构。经过20多年的发展,柔顺机构已成为现代机构学的一个重要分支,并在许多领域得到了应用。根据掌握的大量文献资料,对柔顺机构的静力学、运动学、动力学、优化设计和应用等几个领域的主要研究成果进行了系统总结,分析了柔顺机构存在的问题,并对其发展方向进行了展望。